Table Of ContentMobility and Radio Resource Management in Future
Aeronautical Mobile Networks
—
Mobilität und Radio Resource Management in
zukünftigen aeronautischen Kommunikationsnetzen
Der Technischen Fakultät der
Universität Erlangen-Nürnberg
zur Erlangung des Grades
DOKTOR-INGENIEUR
vorgelegt von
Serkan Ayaz
Erlangen – 2013
Als Dissertation genehmigt von
der Technischen Fakultät der
Universität Erlangen-Nürnberg
Tag der Einreichung: 10.08.2012
Tag der Promotion: 08.02.2013
Dekan: Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein
Berichterstatter: Prof. Dr.-Ing. Reinhard German
Prof. Dr.-Ing. habil. Falko Dressler
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Gerstacker
Abstract
The aviation community is currently working on the standardization of data communication
systems for the future air traffic management (ATM). The standardization effort has two main
streams, namely, standardization of future radio access technologies in the L-band (i.e., LDACS)
andstandardizationofafutureIPv6-basedaeronauticaltelecommunicationsnetwork(ATN/IPS).
In this thesis, different handover and radio resource management algorithms are developed for
the most promising future radio access technology for the aviation, L-band digital aeronautical
communications system option 1 (LDACS1) in conjunction with realistic IPv6-based network
layer functionality (ATN/IPS).
In the first part of this work, handover performance of network mobility (NEMO) is in-
vestigated and different cross-layer approaches are proposed in order to improve handover
latency and signaling overhead. These improvements mainly use media independent handover
functionality proposed by the IEEE 802.21 standard and are important due to the following
reasons:
• One of the main system requirements of LDACS is to deliver certain ATS messages in
a timely manner (i.e., low latency) with minimum service disruption (i.e., high service
availability).
• In parallel, future services like VoIP and transmission of sensor data for the aircraft health
managementalsorequire“real-time”and“near-real-time”transmissionofcertaininforma-
tion with low latency and high availability.
• According to STATFOR statistics, number of flights in Europe will be around 17 million
in 2030 annually, which is 1.8 times more than in 2009. Since LDACS is planned for the
time frame of 2020-2030, it should be capable of handling the data traffic demands of the
future ATM. From this perspective, reducing the signaling overhead over the wireless link
should be one of the design criterion for future radio access technologies that will be used
in the ATM domain.
With our proposals, total handover latency (i.e., layer 2 and layer 3) is reduced from 3s
to around 0.4s and signaling overhead due to router advertisement messages is reduced from
17kbit/s to around 0.1kbit/s.
In the second part, the effect of handover event on transmission control protocol (TCP)
performance is analyzed. In the first step, different TCP handover optimizations related to
iii
iv
Mobile IPv6 protocol are presented. In the next step, the applicability of these proposals to
different handover scenarios is investigated and the most promising proposal (home agent
buffering method) is integrated with LDACS1 handover functionality. Finally, the performance
ofhomeagentbufferingmethodisanalyzedintermsofTCPtransmissioncompletiontime. With
the help of this method, total transmission completion time of a session is reduced by at least
10% for a download of 110kB of information.
Inthethirdpart,differentradioresourcemanagement(RRM)algorithmsareanalyzedforthe
LDACS1 since the resources should be distributed evenly among different users. This is not only
important from fairness perspective but also from “expiration time” and “latency” requirements
of ATS/AOS messages. Here, we analyzed different RRM algorithms in terms of bandwidth and
end-to-enddelayfairness. Wealsoproposedanewmodifieddeficitroundrobinalgorithmwhich
could be used for both links (i.e., forward and return link) and satisfies almost perfect fairness
among different number of users.
In the last part, different NEMO route optimization (RO) techniques are analyzed due to
triangular routing problem of NEMO. With the help of NEMO RO, packets follow shorter paths
(in terms of number of hops) between the end nodes so that the measured end-to-end delay is
reduced. Most of these NEMO RO methods are published as Internet Engineering Task Force
(IETF) drafts. Among those proposals, we have realized that some of them require mobility
related functionalities to the end nodes and some others do not. In addition, some proposals try
to solve nested NEMO problem without working on the main route optimization problem. In
addition,sincemostofthoseprotocolsarepublishedasIETFdraft,someproposalslackprotocol
design and maturity in terms of implementation. Considering these issues, we mainly analyzed
infrastructure based NEMO RO techniques; namely global home agent to home agent (global
HAHA) and correspondent router (CR) protocols from ATN/IPS perspective in the first part.
Later on, we proposed two new approaches for the global HAHA protocol in order to decrease
end-to-end delay and mobility signaling overhead.
Kurzfassung
DieLuftfahrtCommunityarbeitetderzeitanderStandardisierungvonKommunikationssystemen
für die Zukunft des Flugverkehrsmanagements. Diese Standardisierungsaktivitäten haben zwei
wesentliche Ziele. Zum einen sollen künftige Funktechnologien definiert werden (d.h. LDACS),
zum anderen wird ein IPv6 basiertes aeronautisches Telekommunikationsnetz (ATN/IPS) spe-
zifiziert. In dieser Arbeit werden verschiedene Handover und Radio Resource Management
Algorithmen für das aussichtsreichste potentielle künftiges Funksystem für die Luftfahrt, L-band
Aeronautical Communications System Option 1 (LDACS1),in Verbindung mit der Funktionalität
von IPv6 auf der Netzwerkschicht untersucht. IPv6 wird von dem IP-basierten aeronautischen
Telekommunikationsnetz ATN/IPS vorgesehen.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird das Handover Verhalten des Network Mobility (NEMO)
Protokolls untersucht und verschiedene Cross-Layer Ansätze vorgeschlagen, um die Handover
Latenz zu verringern und der Signalisierungs Overhead zu reduzieren. Diese Vorschläge nut-
zen vor allem die Media Independent Handover Funktionalität, die im IEEE 802.21 Standard
spezifiziert ist. Diese Verbesserungen sind aus mehreren Gründen von großer Bedeutung:
• Eine der wichtigsten Anforderungen an das LDACS System ist es, Nachrichten für die
Flugverkehrskontrolle innerhalb der vorgegebenen Latenzzeiten und mit ausreichender
Verfügbarkeit zu übertragen.
• AußerdemverlangeneinigeDienstewieVoIPoderdielaufendeÜberwachungdesZustands
des Flugzeugs durch Sensoren nach einer Datenübertragung in Echtzeit oder nahezu in
Echtzeit, d.h. mit minimaler Latenz und ebenfalls mit hoher Verfügbarkeit.
• Laut STATFOR, dem Statistikdienst der europäischen Flugsicherungsbehörde, wird die
jährliche Zahl der Flüge in Europa bis 2030 auf rund 17 Millionen steigen, was einem
Faktor von 1,8 gegenüber dem Jahr 2009 entspricht. Da LDACS in dem Zeitraum von
2020-2030 eingesetzt werden soll, muss es in der Lage sein, die künftigen Anforderungen
an das Flugverkehrsmanagement zu bewältigen. Daher sollte es ein Hauptziel bei der Ent-
wicklung künftiger Funktechnologien für die Luftfahrt sein, den Signalisierungs Overhead
zu minimieren, damit Kapazität nicht unnötig verschenkt wird.
Mit unseren Vorschlägen kann die gesamte Latenzzeit eines Handovers (d.h. Layer 2 und
Layer 3) von rund 3s auf rund 0.4s reduziert werden, und der Signalisierungs-Overhead durch
IP Router Advertisements wird von rund 17kbit/s auf nur 0.1kbit/s reduziert.
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Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die Auswirkungen eines Handovers auf das Trans-
mission Control Protocol (TCP) untersucht. Zunächst werden verschiedene TCP Handover
OptimierungenimZusammenhangmitdemMobileIPv6Protokollvorgestellt.ImzweitenSchritt
wird die Eignung dieser Verfahren für verschiedene Handover Szenarien untersucht, und der
vielversprechendsteVorschlag(diesog.HomeAgentBufferingMethode)wirdmitderHandover-
Funktionalität von LDACS1 integriert. Schließlich wird die Leistungsfähigkeit der Home Agent
Buffering Methode näher untersucht. Diese wird gemessen an der Zeit, die für eine vollständige
Dateiübertragung über eine TCP Verbindung benötigten wird. Durch diese Methode wird die
erforderliche Zeit für die Übertragung einer Datei von 110kB um mindestens 10% reduziert.
Im dritten Teil werden verschiedene Radio Resource Management (RRM) Algorithmen für
LDACS1 analysiert, da die Ressourcen möglichst gleichmäßig auf die verschiedenen Nutzer
verteilt werden sollen. Dies ist nicht nur aus Gründen der Fairness wichtig, sondern auch für die
Einhaltung der Anforderungen der ATS/AOS Nachrichten bzgl. Expiration Time und Latenzzeit.
HierzuuntersuchenwirverschiedeneRRMAlgorithmeninBezugaufBandbreiteundFairnessder
end-to-endVerzögerung.Wirschlagenaußerdemeinenneuen,modifiziertenDeficitRoundRobin
Algorithmus vor, der für die Übertragung in beide Richtungen (d.h. Forward und Return Link)
verwendet werden kann und nahezu perfekte Fairness zwischen den verschiedenen Nutzern
garantiert.
Im letzten Teil der Arbeit werden verschiedene Verfahren zur NEMO Routenoptimierung
(RO) analysiert, die das Problem des Dreieck-Routings bei NEMO lösen sollen. Durch NEMO RO
wählen die Datenpakete einen kürzeren Pfad zwischen den Endpunkten einer Verbindung, so
dass die gemessene end-to-end Verzögerung und die Länge des Pfades reduziert werden. Die
meisten dieser NEMO RO Methoden wurden als Internet Engineering Task Force (IETF) drafts
veröffentlicht. Wir stellen fest, dass manche dieser Vorschläge zusätzliche Funktionalität für die
LösungdesMobilitätsproblemsdenEndknotenerfordern,anderehingegennicht.Darüberhinaus
versuchen einige Vorschläge, das Nested NEMO Problem zu lösen, ohne dabei das Problem der
Routenoptimierung anzugehen. Außerdem mangelt es einigen der vorgeschlagenen Protokolle,
da sie in der Regel nur als IETF drafts veröffentlicht werden, an der erforderlichen Reife und
Erfahrungen mit praktischen Implementierungen. Angesichts dieser Probleme untersuchen wir
vor allem infrastrukturbasierte NEMO RO Lösungen, nämlich die Home Agent to Home Agent
(global HAHA) und Correspondent Router (CR) Protokolle, aus der Perspektive des ATN/IPS,
das im ersten Teil der Arbeit vorgestellt wurde. Danach schlagen wir zwei neue Ansätze für das
globale HAHA Protokoll vor, um die end-to-end Verzögerung und den Signalisierungs Overhead
durch die Lösung für das Mobilitätsproblem zu verringern.
Contents
Abstract iii
Kurzfassung v
1 Introduction 1
1.1 Main Challenges in the ATM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Services in the ATM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Airspace Domains in the ATM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Stake Holders in the ATM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.1 Air/Ground Communications Service Provider. . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.2 Air Navigation Service Provider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3 Airlines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5 Future Communication Infrastructure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5.1 Aeronautical Telecommunications Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5.2 New Radio Access Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.6 Goal of the Thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.7 Structure of Thesis and Main Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Fundamentals 9
2.1 LDACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 LDACS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 LDACS2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 Detailed Explanation of LDACS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.1 Message Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.2 Frame Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.3 Resource Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.4 ARQ Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.5 Handover Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.6 Handling of Control Message Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Mobile IPv6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.2 Dynamic Home Agent Address Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4 Network Mobility (NEMO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
vii
Contents viii
2.5 Neighbor Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.5.1 Address Autoconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.5.2 Duplicate Address Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5.3 Neighbor Unreachability Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.6 IEEE 802.21 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.7 Reliable Transport with TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.1 TCP Reno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.7.2 TCP NewReno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.8 Simulation Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.8.1 LDACS1 Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.8.2 Network Layer Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3 Handover Optimizations 25
3.1 Related Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Performance Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2.1 Considered Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.2 Handover Performance with ARQ Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.2.1 High BER Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.2.2 Low BER Scenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 Reducing Router Advertisement Overhead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.1 Proposal 1 - Using IEEE 802.21 Event Services . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.2 Proposal 2 - Transmission of Stored Router Advertisement Message. . . . 30
3.3.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.3.4 Overhead Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.4 Proposal 3 - Removing Duplicate Address Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.5 Proposal 4 - Speeding Up Handovers in Congested Cells . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4 TCP Analysis with LDACS1 35
4.1 TCP Optimizations for Mobile IPv6 Handovers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.1 Access Router Buffering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.2 Base Station Buffering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1.3 Home Agent Bi-casting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1.4 Analysis of Proposals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2 Home Agent Buffering for Inter Access Network Handovers . . . . . . . . . . . . . 38
4.3 Performance Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3.1 Received Power and Wireless Channel Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3.2 Network Layer Considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.3 Transport and Application Layer Considerations. . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.4 Further Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.5 Simulation Results and Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.5.1 Unlimited LDACS1 Buffer Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Contents ix
4.3.5.2 Limited LDACS1 Buffer Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.3.6 Relation Between Handover Completion Time and TCP RTO Expiry Time 47
4.3.7 Mobility Signaling Message Loss Conditions in Home Agent Buffering
Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3.8 Impact of Signaling Message Losses on the Handover Performance . . . . 48
4.3.9 Home Agent Buffering Load Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5 Radio Resource Management 51
5.1 Scheduling Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.1 QoS Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.1.2 Time Complexity Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.2 Modified Deficit Round Robin with Fragmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3 Fair-Share Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.4 Randomized User Selection Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5 Performance Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5.1 Assumptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5.2 Considered Topology and Simulation Parameters . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5.3 File Transfer Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.5.3.1 Modified Deficit Round Robin Scheduling . . . . . . . . . . . . . . 59
5.5.3.2 Fair-Share Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.5.3.3 Randomized User Selection Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.5.4 Real-time Service Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.5.4.1 Underloaded Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.5.4.2 Overloaded Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6 NEMO Route Optimization Analysis 66
6.1 NEMO Route Optimization Classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.2 Global HAHA Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.2.1 New Mobility Header Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.2.2 Inter HAHA Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6.2.3 Multihoming Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.2.3.1 Multiple CoA Registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.2.3.2 Flow Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3 Correspondent Router Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.3.1 New Mobility Header Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.3.2 New ICMPv6 Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.4 Analysis of Infrastructure Based NEMO RO Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.5 Network Attachment Scenarios and NEMO RO Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.5.1 Global HAHA Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.5.2 Correspondent Router Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Contents x
6.6 Home Agent Selection Methods in Global HAHA Networks . . . . . . . . . . . . . 75
6.6.1 Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.6.2 Proposals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.6.2.1 Static Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.6.2.2 Dynamic Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.6.3 Example Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.6.4 Multiple Home Agent Usage in Global HAHA Networks . . . . . . . . . . . 80
6.7 Context Transfer in Global HAHA Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.7.1 Internet Key Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.7.2 Context Transfer Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.7.3 Proposals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6.7.3.1 Node Initiated Proposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6.7.3.2 Network Initiated Proposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6.7.4 Overhead and Delay Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.7.5 Further Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6.7.5.1 SPI Collision Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.7.5.2 Authorization Token Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6.7.5.3 Number of Home Agent Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
7 Conclusions 90
A Mobile IPv6 Overhead Analysis 92
B LDACS1 Physical Layer Configurations 94
List of Acronyms 96
Bibliography 105
Description:The aviation community is currently working on the standardization of data communication systems for the future air traffic management (ATM). The standardization effort has two main streams, namely, standardization of future radio access technologies in the L-band (i.e., LDACS) and standardization
